复杂景观环境下土壤厚度分布规则提取与制图-IngentaConnect.PDF

第 30 卷 第 18 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.18 132 2014 年 9 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Sep. 2014 复杂景观环境下土壤厚度分布规则提取与制图 1,2 1,2※ 1 1 1 1 芦园园 ，张甘霖 ，赵玉国 ，李德成 ，杨金玲 ，刘 峰 （1. 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室，南京 210008 ； 2. 中国科学院大学，北京 100049 ） 摘 要：复杂景观环境下，土壤—环境关系知识的获取是预测性土壤制图的基础。为了探究复杂景观下土壤厚度 分布与环境条件的关系，该文以黑河上游祁连山区典型小流域为研究区，应用模糊 c 均值聚类（fuzzy C-means cluster，FCM ）和决策树（decision Tree ，DT ）方法，建立了一套获取土壤厚度分布与环境间关系知识的方法。 利用 2 种方法结合获得流域内土壤厚度各分布等级的环境要素关键阈值与土壤-环境关系知识集，将所得环境阈 值和知识集进行预测性制图，并通过野外独立样点对制图结果进行精度评价。结果表明：土壤厚度图的总体精度 为 74.2%，Kappa 系数为 0.659 。该研究将 2 种方法结合获得了土壤厚度分布对应的土壤环境关键阈值和土壤-环 境关系知识集，为复杂景观环境下土壤厚度的预测性制图提供了一种有效的解决方案。 关键词：土壤；厚度测定；制图；复杂景观环境；模糊 c 均值聚类；决策树；土壤环境关键阈值；土壤-环境关系 知识 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.18.017 中图分类号：S159-3 文献标识码：A 文章编号：1002-6819(2014)-18-0132-10 芦园园，张甘霖，赵玉国，等. 复杂景观环境下土壤厚度分布规则提取与制图[J].农业工程学报，2014，30(18)： 132－141. Lu Yuanyuan, Zhang Ganlin, Zhao Yuguo, et al. Extracting and mapping of soil depth distribution rules in complex landscape environment[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(18): 132 －141. (in Chinese with English abstract) 阳辐射和土壤水热平衡的影响显著，这些因素都决 0 引 言 定着该地区土壤的发育进程，从而对包括土壤厚度 土壤厚度是土壤的一个重要基本属性，能直接 在内的土壤性质产生强烈的影响。土壤厚度的分布 [1] [2] 反应土壤的发育程度 ，影响土壤肥力状况 ，影 不同于在相对坡度较小的丘陵地区或者土壤水热 响植被生长、地表水文、土壤水分等地球表层过程 平衡受坡向影响相对较小的湿润地区，环境因子的 [3-5] 。在干旱、半干旱地区土壤中，土壤厚度决定着 局部变化可能对土壤性质产生突变性的影响，因此 土壤的持水和保水能力，对此区域的植物生长有重